激光清洗_富有前途的环保型清洗方法.docxVIP

第20卷 第 5期2004年5月清 洗 世界CleaningWorldVol.20No.5May.2004激光清洗￥新技术、新工艺￥——富有前途的环保型清洗方法宋峰刘淑静颜博霞（南开大学物理学院光子学中心，天津300071）摘要激光清洗是一种新的清洗方法，它利用激光的方向性和高亮度，通过光剥离、光分解等原理清除材料表面的污染物，具有简单方便无二次污染等独特优点。简述了激光清洗的原理及激光清洗表面微粒的方法，介绍了激光清洗在微电子器件清洗、除锈脱漆、文物和城墙清洗等几方面的应用。关键词激光清洗 激光应用表面污染中图分类号TH744.5文献标识码BLasercleaningSONG Feng, LIU Shujing YANBoxia(Photonics Centre College of Physics sciences,Nankai University,Tianjin300071)AbstractLasercleaningis anovelcleaningmethod.Thecontaminantsonthesurfaceofmaterialscan becleaned withalaserforitsdirectionalityandhighbrightness.Theprinciplesforlasercleaningarethoughttoowetotheoptic-ejection,laser-explosionandotherreasons.Theprinciplesoflasercleaningarepresented andsometechniquesaboutlasercleaningthesurfaceparticleareintroduced.Someapplicationsoflasercleaningonmicro-electronicdevices,rustorpaintremoved,historicrelicsand land marks aresummarized.Key words laser cleaning; laser application; surfacecontamination在生活和生产中，污染无处不在，清除污染也就成了非常重要的事情。一般来说，清洗就是通过溶解、化学反应或施加机械力等手段来清除物体表面上的污染物，使用的方法有水冲洗、高压喷射清洗、真空中热清洗、等离子体清洗、离子清洗等[1~5]。这些方法中，有一些在工业和生活应用中成本较高，使用不方便;大部分方法则离不开水和化学溶剂。化学去污剂会对环境造成二次污染，如使用各类去污染剂清洗后的液体在排放后，会对地球环境、河流等造成二次污染；又如超声波清洗法中常用的CFC（碳氟化合物）能够破坏臭氧层，危害人体健康。有些产品无法使用机械摩擦法，化学清洗法或水射流法，例如某些可能溶于水的材料（如石膏等）、容易被化学试剂损伤的材料（如文物雕塑）、难以用液体清洗的材料（如某些半导体器件）、水和化学试剂难以奏效的材料（如铁锈，油漆等）。而有些污染物的尺度可能达到微米甚至亚微米量级，如电子印刷线路板在蚀刻和喷镀工艺中的尘埃粒子。常规清洗技术对于清作者简介：宋峰（1967-）男，江苏人，教授，博士生导师，从事激光技术及其应用、发光技术、光纤技术等研究工作。·44·清洗世界第 20 卷·除亚微米级的污染物是很困难的。激光清洗技术则可以克服以上这些缺点，并已经应用于很多领域[6~10]。随着激光器技术不断完善、价格降低、发光波长的扩展，激光光源更趋于多样化、小 型化，易于操纵控制，激光清洗技术的研究和应用也随之获得迅速发展。其中应用最广泛、效果最佳的是 固体表面的清洗。例如，用短脉冲紫外激光器清除物 体表面尺寸在0.1μm左右的微小颗粒；用高重复率的清洗的效果，在清洗过程中，可以随时关闭激光电源，终止清洗。4）对欲清洗对象具有可选择性只要设定好合适的参数,就可以有选择性地清洗掉物体表面的脏物，而不会破坏原物。这种技术可以保存原有物体表面完好。5）对环境无污染，对人安全不需要任何有害的化学清洗剂，只会产生很少的2TEA-CO激光清洗固体表面；用 Nd:YAG激光清洗大废物 (比如，对于石灰石上粘附的0.1mm厚的均匀黑理石石雕；另外激光还可清洗结构材料表面，清除磁头滑动装置中的颗粒等。美国和欧洲的国家在激光清洗方面一直走在前列。如法国科学家用来清洗城墙，美国科学家用激光来清除航空器上的油漆和铁锈。目前国际上已经有了专门的激光清洗会议，第四届国际激光清洗会议（.au/IWLC4/）将于2004年12月14日至17日在澳大利亚悉尼召开。在国内，也有专家学者给予了不少关注，但是尚未能应用。1激光清洗的基本介绍1.1激光清洗的优点与其它清洗